時(shí)麗謐 高維友

摘 要：天然氣長輸管道分輸站，是天然氣運(yùn)輸系統(tǒng)中重要的處理節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)著對天然氣進(jìn)行氣量計(jì)量、輸送線路分離以及輸送壓力調(diào)試等重要功能，以此滿足多元化的天然氣輸送需求。天然氣易燃易爆的高危險(xiǎn)氣體，分輸站建立時(shí)不僅要考慮其工藝需求也要確保其符合《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》文件內(nèi)的各類相關(guān)內(nèi)容，文章對天然氣長輸管道分輸站的地址選擇、工藝選擇、設(shè)備選擇以及壓力控制方案選擇的方法進(jìn)行闡述分析。

關(guān)鍵詞：天然氣;長輸管道;分輸戰(zhàn)場

天然氣能源受氣優(yōu)秀的開采成本和環(huán)保價(jià)值決定，具有很高的推廣價(jià)值?，F(xiàn)階段我國城市中天然氣能源的應(yīng)用也十分普及。天然氣在輸送中需要長距離大口徑的輸送網(wǎng)絡(luò)，作為運(yùn)輸基礎(chǔ)，為了提高傳輸范圍和供應(yīng)量，天然氣在輸送過程中，需要增加很高的輸送壓力，但在長距離的天然氣輸送中單端加壓很難確保輸送質(zhì)量和輸送安全。

為了提高運(yùn)輸質(zhì)量，一般根據(jù)輸送管線距離建立多個(gè)天然氣分輸站場，作為輸送中的轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)，對天然氣進(jìn)行二次調(diào)壓以及計(jì)量、分離等工作，實(shí)現(xiàn)對天然氣輸送過程中的精確控制。

1 天然氣分輸站場管道平面布置分析

天然氣具有易燃易爆的高危物理性質(zhì)，天然氣分輸站建設(shè)首先要滿足防火防爆的安全規(guī)定?！妒吞烊粴夤こ淘O(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50183》中詳細(xì)規(guī)定了天然氣等可燃?xì)怏w各項(xiàng)輸送標(biāo)準(zhǔn)，分輸站在管線布置設(shè)計(jì)中應(yīng)符合該文件中的各項(xiàng)要求。具體需要從如下幾個(gè)方面進(jìn)行。

第一，分輸站應(yīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝區(qū)域與辦公區(qū)域分離的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，辦公區(qū)域與生產(chǎn)工藝區(qū)間應(yīng)存在足夠的安全距離，并設(shè)置防火帶。一般情況下辦公區(qū)域應(yīng)設(shè)置在分輸站邊緣位置，一般位于出入口附近，生產(chǎn)工藝區(qū)域位于站場內(nèi)部。在發(fā)生安全事故后，對辦公區(qū)域人員威脅系數(shù)最低，同時(shí)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)人員可以通過辦公區(qū)迅速距離，也降低了生產(chǎn)區(qū)域的人員密度降低安全事故的傷亡率。

第二，分輸站中配電室、水源井控制室、電力系統(tǒng)中樞、辦公區(qū)域、員工生活區(qū)域應(yīng)安置在辦公區(qū)域內(nèi)。管線閥門控制室、設(shè)備區(qū)域等應(yīng)安放在生產(chǎn)工藝區(qū)。辦公區(qū)域與生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)分別建立防爆區(qū)制度和非防爆區(qū)域制度，并制定不同的管線布置方案，生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)天然氣管線應(yīng)盡量減少彎頭的使用。

第三，生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)分為進(jìn)出站閥組區(qū)域、過濾分離區(qū)域、計(jì)量調(diào)壓三個(gè)區(qū)域。進(jìn)出站閥組是分輸站操作密度的最大的工藝，應(yīng)安置在操作人員便于出入和操作的位置。過濾分離區(qū)與計(jì)量調(diào)壓區(qū)為分輸站主要的功能實(shí)現(xiàn)工藝，安裝位置應(yīng)充分參考運(yùn)輸方向，與之相關(guān)的設(shè)備則根據(jù)分輸走向與流程順序設(shè)置，以上的設(shè)備及工藝安裝應(yīng)滿足安全條例中規(guī)定的安全距離與相關(guān)的防護(hù)措施，同時(shí)設(shè)計(jì)中要考慮后期的維護(hù)維修工作，為維護(hù)和維修操作流出足夠的預(yù)留空間以及工藝支持，確保投入使用后可以正常進(jìn)行維護(hù)維修工作。

第四，辦公區(qū)各個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的具體功能進(jìn)行相關(guān)性的分類布局，如食堂、寢室、浴室等員工生活相關(guān)區(qū)域應(yīng)盡可能的實(shí)現(xiàn)集中，配電室與發(fā)電機(jī)房應(yīng)位于辦公區(qū)域一側(cè)，與員工生活區(qū)域拉開距離，同時(shí)在設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮美觀的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如將辦公室、陰極保護(hù)室集中在一個(gè)辦公樓中。

2 天然氣長輸管道分輸站設(shè)計(jì)流程分析

天然氣長輸管道分輸站在可以采用多種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以根據(jù)使用需要采用不同的設(shè)計(jì)方案以求達(dá)成不同功能重點(diǎn)的分輸站點(diǎn)。雖然設(shè)計(jì)方法種類眾多，但設(shè)計(jì)流程基本一致，一般分為正常流程、清管流程與返輸流程是哪個(gè)階段。正常流程在設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格基于分輸站各項(xiàng)工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照上游來氣、過濾分離、運(yùn)輸量計(jì)量、運(yùn)輸壓力調(diào)試、分輸?shù)捻樞蜻M(jìn)行。清管流程需要按照上游來氣、發(fā)球筒、管道下游的歷程進(jìn)行;清管流程具有一定的特殊性，在分輸站出運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤是，就需要將切斷閥切斷，直接輸送到下一站;如果接收方發(fā)生問題不能正常的接收，此時(shí)就需要將分輸站關(guān)閉這時(shí)天然氣即可進(jìn)人下一站;返輸流程即管道中天然氣流向發(fā)生變化此時(shí)上游就會(huì)變成下游輸送介質(zhì)也會(huì)發(fā)生逆向的改變。

3 天然氣長輸管道分輸站場設(shè)備選型分析

3.1 過濾分離器的選擇

天然氣一般運(yùn)輸距離場，地域跨度大，現(xiàn)有工藝不足以確保天然氣運(yùn)輸過程中完全不受到周圍環(huán)境的影響，在輸送過程中天然氣中會(huì)融入一部分水和雜質(zhì)，對此類雜質(zhì)的過濾和去除也是分輸站重要的工作之一。分輸站一般采用分離和過濾兩種工藝進(jìn)行雜質(zhì)去除。具體的工藝流程一般根據(jù)天然氣雜質(zhì)含量進(jìn)行選擇。在雜質(zhì)含量較高的時(shí)候，為了提高清除效果一般采用過濾分離器和旋風(fēng)分離器協(xié)同作業(yè)的模型，提高雜質(zhì)的清除力度。在雜質(zhì)含量較低時(shí)，僅使用過濾分離器就可以有效過濾雜質(zhì)，也降低了運(yùn)行成本和設(shè)備場地。

3.2計(jì)量設(shè)備的選擇

目前我國天然氣長輸管道分輸站場計(jì)量多數(shù)采用貿(mào)易計(jì)量與工業(yè)計(jì)量雙標(biāo)準(zhǔn)的加量方法。要求計(jì)量方式同時(shí)滿足貿(mào)易計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝量程范圍。目前應(yīng)用較多的計(jì)量設(shè)備有超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、孔板流量計(jì)等等。不同計(jì)量設(shè)備功能特性各部相同適用于不同的計(jì)量任務(wù)。其中，超聲波流量計(jì)向流體發(fā)射超聲波信號并檢測返回信號波動(dòng)，來判斷流體的速度，該方法測量范圍大精度也相對理想壓力損失概率低，但其設(shè)備成本高對安裝環(huán)境有很高得以奧球?？装辶髁坑?jì)結(jié)構(gòu)簡單，測量周期長，但量成小精度也較差。渦輪流量器性能位于上述兩種辦法之間，量程范圍適中，精度也足以滿足一般的測量需求，因此在無特殊要求的分輸站計(jì)量設(shè)備選擇中，渦輪流量器最為適合。

3.3 調(diào)壓設(shè)備的選擇

目前基于我國天然氣長輸?shù)膶?shí)際需求，分輸站調(diào)壓流程有單臺調(diào)節(jié)閥、單臺調(diào)壓閥聯(lián)合安全切斷閥、單臺調(diào)壓閥聯(lián)合監(jiān)控調(diào)壓閥、調(diào)節(jié)閥與監(jiān)控調(diào)壓閥聯(lián)合安全切斷閥、安全切斷閥聯(lián)合監(jiān)控調(diào)壓閥等六種。其中，單臺調(diào)節(jié)閥功能最為簡單，但操作流程也相對方便，對員工操作水平要求較低，但功能相對單一，控制效果也較差。調(diào)節(jié)閥與監(jiān)控調(diào)壓聯(lián)合安全切斷閥、安全切斷閥聯(lián)合監(jiān)控調(diào)壓閥的設(shè)備組合安全性較為理想但是如果在運(yùn)行過程中切斷閥出現(xiàn)問題下游斷氣就會(huì)被馬上切斷這時(shí)就需要對切斷閥進(jìn)行復(fù)位與調(diào)整。

工作調(diào)節(jié)閥是分輸站基礎(chǔ)的調(diào)壓設(shè)備之一，工作調(diào)壓閥直接接受控制器指令，對下游各個(gè)管道進(jìn)行壓力和流量控制。根據(jù)不同的使用需求工作調(diào)壓閥有不同的閥體可以根據(jù)管道結(jié)構(gòu)以及使用環(huán)境進(jìn)行靈活的選擇。

部分分輸站場配備空氣氣源設(shè)備。在配備空氣氣源設(shè)備的分輸站中，工作調(diào)節(jié)法執(zhí)行結(jié)構(gòu)選擇較為靈活，可以根據(jù)需求和成本任意選擇，但缺少空氣氣源的分輸站中，建議選擇電動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)來提升其自動(dòng)控制性能，一般通過安裝PID控制器的方式實(shí)現(xiàn)回路相應(yīng)。但在實(shí)際的應(yīng)用中，由于天然氣長輸管道輸送距離場，存在明顯的低于跨度，無法在設(shè)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的判斷用于接氣站點(diǎn)的具體位子，容易產(chǎn)生分輸站與接氣站點(diǎn)距離過近導(dǎo)致互相影響的現(xiàn)象發(fā)生，因此在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)根據(jù)下游接氣站的實(shí)際位置，來進(jìn)行工作調(diào)節(jié)閥設(shè)備的選擇。

4 總結(jié)

綜上所述在設(shè)計(jì)天然氣長輸管道分輸站場時(shí)，必須要以現(xiàn)場情況為出發(fā)點(diǎn)遵循相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)地形情況選擇科學(xué)合理的工藝流程在設(shè)備的選擇上應(yīng)該根據(jù)運(yùn)行工況與檢修需求進(jìn)行選擇。

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